EP3030857B1 - Elektrisches anzündhütchen für kleinkaliber-munition - Google Patents

Elektrisches anzündhütchen für kleinkaliber-munition Download PDF

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EP3030857B1
EP3030857B1 EP14750181.1A EP14750181A EP3030857B1 EP 3030857 B1 EP3030857 B1 EP 3030857B1 EP 14750181 A EP14750181 A EP 14750181A EP 3030857 B1 EP3030857 B1 EP 3030857B1
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Ulrich Bley
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    • F42C19/12—Primers; Detonators electric

Definitions

  • the invention relates to a primer for small caliber ammunition with an outer metallic cup in which a Anzündmischung is arranged, which generates hot combustion gases after initiation, wherein in the primer additionally an electrically initiatable resistance bridge and an electrically conductive pole piece are arranged, wherein the first pole of the resistance bridge with the Cup and the second pole is connected to the pole piece, which protrudes from the cup and is electrically insulated from this.
  • Such a primer hat shows EP 0 112 254 A1
  • a primer ANZDH
  • ANZDH propellant charge powder
  • AZM igniter mixture
  • the invention has for its object to improve a primer according to the preamble of claim 1 in terms of a more versatile control of the initiation process in the weapon. According to the invention, this object is solved by the features of claim 1. In order to allow a more versatile control of the initiation process in the weapon, it is easier to carry out the initiation of the primer cap electrically.
  • the primer must be constructed so that it contains the same size components that can ensure the conversion of electrical energy into a chemical reaction of the igniter mixture (AZM). This is the Heat is used, which arises when an ohmic resistance is traversed by electric current.
  • the outer dimension of the primer corresponds to that of a classic mechanical primer (ANZDH), so that it can continue to be used in standard sleeves for small-caliber ammunition.
  • ANZDH classic mechanical primer
  • a separation of the two electrical poles, which is made possible by introducing an electrically conductive pole piece in the ANZDH is required.
  • a through bore is introduced in the bottom of the cup and has the pole piece on a pin which projects into the bore, wherein between the pole piece and the cup an insulation is arranged.
  • the insulation is elastic and does not break under pressure load.
  • the insulation consists of vulcanized fiber. Due to the insulation, the pole piece is electrically separated from the outer cup of the primer cap.
  • the insulation ensures gas tightness during firing in that it is slightly compressed by the increasing pressure and thus pressed into any gaps that may be present.
  • the insulation is made for this purpose of a slightly elastic material that does not break under pressure.
  • the pole piece has a projection on its end facing away from the bore. On this projection is a small plate, which will be described below.
  • a plate of an electrically insulating material eg FR4 or PVC
  • PVC electrically insulating material
  • a Pol stained and electrically together are connected and arranged on the edge of the upper side of a metallic edge contact, which is connected to the first pole of the resistance bridge and the second pole of the resistance bridge is connected to the metallization of the hole and the plate rests on the electrically conductive pole piece.
  • the edge contact is connected to an electrically conductive support element which presses the plate with its underside on the pole piece and which rests against the inner wall of the cup.
  • the support element according to the invention is the inwardly bent by 180 ° edge of the outer cup.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Anzündhütchen für Kleinkalibermunition mit einem äußeren metallischen Napf in dem eine Anzündmischung angeordnet ist, die nach Initiierung heiße Verbrennungsgase erzeugt, wobei im Anzündhütchen zusätzlich eine elektrisch initiierbare Widerstandsbrücke und ein elektrisch leitendes Polstück angeordnet sind, wobei der erste Pol der Widerstandsbrücke mit dem Napf und der zweite Pol mit dem Polstück verbunden ist, welches aus dem Napf ragt und gegenüber diesem elektrisch isoliert ist. und im Napf ein Plättchen (1) aus einem elektrisch isolierenden Material mit einer Oberseite und einer zum Polstück gewandten Unterseite und mit einem Loch angeordnet ist und die Widerstandsbrücke auf der Oberseite angeordnet ist, wobei die Unterseite und das Loch metallisiert und elektrisch miteinander verbunden sind und auf dem Rand der Oberseite ein metallischer Randkontakt angeordnet ist, der mit dem ersten Pol der Widerstandsbrücke verbunden ist und der zweite Pol der Widerstandsbrücke mit der Metallisierung des Lochs verbunden ist und das Plättchen auf dem Polstück aufliegt und der Randkontakt mit einem elektrisch leitenden Stützelement verbunden ist, welches das Plättchen mit seiner Unterseite auf das Polstück drückt und welches an der inneren Wandung des Napfs anliegt. Ein derartiges Anzündhütchen zeigt EP 0 112 254 A1 . In Kleinkalibermunition wird aktuell zur Anzündung des Treibladungspulvers (TLP) stets ein Anzündhütchen (ANZDH) eingesetzt, das durch den Aufschlag eines Schlagbolzens initiiert wird. Bei der Initiierung wird ein Gemisch aus Primärexplosivstoffen und Energie liefernden Zuschlägen (=Anzündmischung, kurz AZM) zur chemischen Umsetzung gebracht und die heißen Verbrennungsgase zünden das TLP an. Diese Anzündhütchen sind klein und günstig in der Herstellung, aber die notwendige Mechanik in der Waffe ist relativ aufwändig.
    Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Anzündhütchen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Hinblick auf eine vielseitigere Kontrolle des Initiierungsvorgangs in der Waffe zu verbessern.
    Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
    Um eine vielseitigere Kontrolle des Initiierungsvorgangs in der Waffe zu ermöglichen ist es leichter, die Initiierung des Anzündhütchens elektrisch auszuführen.
  • Dazu muss das Anzündhütchen so gebaut sein, dass es bei gleicher Größe Komponenten enthält, die die Umsetzung der elektrischen Energie in eine chemische Reaktion der Anzündmischung (AZM) sicherstellen kann. Dazu wird die Wärme genutzt, die entsteht, wenn ein ohmscher Widerstand von elektrischem Strom durchflossen wird.
  • Die äußere Dimension des Anzündhütchens entspricht dem eines klassischen mechanischen Anzündhütchens (ANZDH), damit es weiterhin in Standardhülsen für Kleinkalibermunition eingesetzt werden kann. Zusätzlich erforderlich ist allerdings eine Separation der beiden elektrischen Pole, welche durch Einführung eines elektrisch leitenden Polstücks in das ANZDH ermöglicht wird.
  • Dadurch, dass im Anzündhütchen zusätzlich eine elektrisch initiierbare Widerstandsbrücke und ein elektrisch leitendes Polstück angeordnet sind, wobei der erste Pol der Widerstandsbrücke mit dem Napf und der zweite Pol mit dem Polstück verbunden ist, welches aus dem Napf ragt und gegenüber diesem elektrisch isoliert ist, ist eine vielseitige Kontrolle des Initiierungsvorgangs in der Waffe möglich.
  • Bevorzugt ist im Boden des Napfes eine durchgehende Bohrung eingebracht und weist das Polstück einen Pin auf, der in die Bohrung ragt, wobei zwischen dem Polstück und dem Napf eine Isolation angeordnet ist.
  • Bevorzugt ist die Isolation elastisch und bricht bei Druckbelastung nicht. Bevorzugt besteht die Isolation aus Vulkanfiber. Durch die Isolation ist das Polstück elektrisch vom äußeren Napf des Anzündhütchens getrennt. Außerdem stellt die Isolation Gasdichtigkeit beim Abfeuern dadurch sicher, dass sie durch den ansteigenden Druck leicht komprimiert wird und damit in alle eventuell vorhandene Zwischenräume gedrückt wird. Die Isolation ist zu diesem Zweck aus einem leicht elastischen Material gefertigt, das bei Druckbelastung nicht bricht.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Polstück auf seinem der Bohrung abgewandten Ende eine Auskragung auf. Auf dieser Auskragung liegt ein Plättchen auf, welches nachfolgend beschrieben wird. Erfindungsgemäß ist im Napf ein Plättchen aus einem elektrisch isolierenden Material (z.B. FR4 oder PVC) mit einer Oberseite und einer zum Polstück gewandten Unterseite und mit einem Loch angeordnet und ist die Widerstandsbrücke auf der Oberseite angeordnet, wobei die Unterseite und das Loch metallisiert und elektrisch miteinander verbunden sind und auf dem Rand der Oberseite ein metallischer Randkontakt angeordnet ist, der mit dem ersten Pol der Widerstandsbrücke verbunden ist und der zweite Pol der Widerstandsbrücke mit der Metallisierung des Lochs verbunden ist und das Plättchen auf dem elektrisch leitenden Polstück aufliegt. Der Randkontakt ist mit einem elektrisch leitenden Stützelement verbunden, welches das Plättchen mit seiner Unterseite auf das Polstück drückt und welches an der inneren Wandung des Napfs anliegt. Dadurch ist die elektrische Verbindung des äußeren Napfes mit dem elektrisch leitenden Stützelement und über den Randkontakt bis zum ersten Pol der Widerstandsbrücke sichergestellt.
  • Das Stützelement ist erfindungsgemäß der nach innen um 180° umgebogene Rand des äußeren Napfes.
  • Bevorzugt geht die Ober- und Unterseite des Plättchens über jeweils eine Schräge auf die äußere Mantelfläche übergeht. Dadurch ist sichergestellt, dass beim Aufbringen des Randkontaktes auf jeden Fall ein Abstand zur äußeren Mantelfläche bleibt.
    Bevorzugt ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Anzündhütchens für Pistolen- und Gewehrmunition im Kaliberbereich von 4,6 mm bis 12,7 mm.
    Nachfolgend wird die Erfindung an einer bevorzugten Ausführungsform des Anzündhütchens weiter erläutert.
    • Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes (dünnes) Plättchen 1 mit einem ohmschen Widerstand als elektrisch initiierbare Widerstandsbrücke 2. Ober- und Unterseite des Plättchens 1 sind metallisiert. Nur die äußere Mantelfläche 9, der innere Bereich 11 und jeweils eine Schräge 10, die den Übergangsbereich zwischen Ober- und Unterseite und Mantelfläche 9 des Plättchens 1 bildet, sind nicht metallisiert und damit isolierend. Nur zur besseren Erkennbarkeit ist der ringförmige isolierende Bereich 11, der den Randbereich 8d bzw. die äußere Metallisierung von der inneren Metallisierung 8c trennt, vertieft dargestellt. Verbunden sind diese zwei Bereiche 8c und 8d nur über die Widerstandsbrücke 2.
    • Figur 2 zeigt in einem schematischen Schnitt durch ein elektrisches Anzündhütchen für Kleinkalibermunition.
    Das erfindungsgemäße Merkmal, dass das Stützelement der nach innen um 180° umgebogene Rand des äußeren Napfes ist, ist in Figur 2 nicht gezeigt. Im äußeren Napf 3 ist ein elektrisch leitendes Polstück 5 angeordnet, wobei der erste Pol der Widerstandsbrücke 2 mit dem Napf 3 und der zweite Pol mit einem Polstück 5 verbunden ist, welches aus dem Napf 3 in eine Bohrung 14 ragt und gegenüber diesem über eine Isolation 4 elektrisch isoliert ist.
    Der eigentliche ohmsche Widerstand bzw. die Widerstandsbrücke 2 wird als Metallfilm auf das dünne Plättchen 1 aus isolierendem Material aufgebracht, dessen Ober- und Unterseite metallisiert sind. Dieses Plättchen 1 bildet eine stabile und gut definierte Basis für den Herstellungsprozess, ist aber gleichzeitig bis zu einem gewissen Grad elastisch, damit es durch Aufpressen der Kontakte kontaktiert werden kann ohne zu brechen. Auf der Oberseite des Plättchens wird die Widerstandsbrücke 2 durch eine dünne Schicht eines hochohmigen Materials (z.B. CrNi-Legierung) gebildet. Ein radialer Bereich 11 auf der Oberseite, dessen Länge der Länge der Widerstandsbrücke entspricht, die äußere Mantelfläche 9 und deren Übergangsschrägen 10 werden nicht metallisiert. Die genaue Geometrie der Widerstandsbrücke 2 (Länge, Breite, Dicke) bestimmt den Wert des ohmschen Widerstandes der Widerstandsbrücke 2 und die spätere Empfindlichkeit des Anzündhütchens und kann je nach Anforderung leicht angepasst werden.
    Typische Widerstände bewegen sich im unteren einstelligen Ohm-Bereich und die für eine Zündung benötigen Spannungen liegen in aller Regel unter 10 V. Es ist keine Hochspannung erforderlich. Durch die konstruktive Ausführung der Geometrie der Widerstandsbrücke 2 ist es aber dennoch möglich, die ANZDH unempfindlich gegen elektrostatische Aufladung zu machen. Der zweite Pol der Widerstandsbrücke 2 befindet sich als Metallisierung 8a auf der Unterseite des Plättchens 1, der andere erste Pol der Widerstandsbrücke 2 befindet sich als Randbereich 8d am Rand der Oberseite. Durch ein kleines Loch 12 in der Mitte des Plättchens 1, dessen Wände metallisiert sind, kann der Strom von der Unterseite bzw. dessen Metallisierung 8a über die metallisierten Wände 8b des Lochs 12 auf die innere Metallisierung 8c zum zweiten Pol der Widerstandsbrücke 2 fließen.
    Auf den Randbereich 8d der Oberseite des Plättchens 1 wird ein elektrisch leitendes Stützelement gepresst, der das Plättchen 1 in seiner Position fixiert und den elektrischen Kontakt zum äußeren Napf 3 des Anzündhütchens und damit zur Hülse der Kleinkalibermunition sicherstellt. Dieses obere Stützelement, dass den metallischen Kontakt zum äußeren metallischen Napf 3 herstellt, ist dadurch gebildet, dass die Oberseite des äußeren Napfes 3 nach innen um 180° umgebogen wird. Alternativ zur erfindungsgemäßen Ausführungsform könnte ein innerer Napf 7 mit kleinerem Durchmesser eingesetzt werden (siehe Figur 2, nicht erfindungsgemäß) oder es kann auch nur ein kleiner (evtl. geschlitzter) Ring oder auch mehrere Ringe eingepresst werden - nicht erfindungsgemäß. Alle Stützelemente müssen sich gegen die innere Wand des äußeren Näpfchens 3 abstützen. Es sind noch andere nicht erfindungsgemäße Methoden vorstellbar, die das Plättchen in Position halten und elektrischen Kontakt zum äußeren Napf 3 sicherstellen.
    Auf die Oberseite des Plättchens 1, d.h. in den oberen Freiraum des Anzündhütchens wird die Anzündmischung (AZM) 6 eingepresst, analog zu klassischen mechanischen ANZDH. Die Zusammensetzung der AZM 6 kann für die speziellen Anforderungen der elektrischen Initiierung angepasst werden (z.B. durch Verzicht auf besonders schlagempfindliche Komponenten). Wie bei mechanischen Anzündhütchen wird die AZM mit einer Abdeckung und einem Lack verschlossen, damit in der weiteren Verarbeitung keine Satzstäube austreten können.
    Bei Anlegen einer elektrischen Spannung an das Polstück 5, bzw. an dessen Pin 13 und an den äußeren Napf 3, der die Patronenhülse des Anzündhütchens bildet kann ein Strom fließen: Vom Polstück 5 in die Metallisierung 8a auf der Unterseite des Plättchens 1, durch die Metallisierung 8b im zentralen Loch 12 des Plättchens 1, auf die innere Metallisierung 8c auf der Oberseite des Plättchens 1, durch den ohmschen Widerstand der Widerstandsbrücke 2, zur äußeren Metallisierung bzw. den Randkontakt 8d auf der Oberseite des Plättchens 1, den inneren Napf 7 und schließlich zum äußeren Napf 3.
    Durch den Stromfluss erwärmt sich der Widerstand der Widerstandsbrücke 2 und der darauf aufgepresste Anzündsatz 6 wird initiiert. Die bei der folgenden chemischen Reaktion entstehenden Anzündgase können das ANZDH nach oben verlassen und strömen in einer Patrone zum Treibladungspulver und zünden dieses an. Die Metallisierungen auf dem Plättchen 1 sind mit dem Bezugszeichen 8 bzw. 8a, 8b, 8c, 8d gekennzeichnet.
  • Je nach Kaliber der Kleinkalibermunition kommen unterschiedliche große ANZDH mit unterschiedlichen Satzmengen zum Einsatz. Dimensionen und Aufbau des hier dargestellten Anzündhütchens lassen eine Skalierung ohne Probleme zu, so dass Anzündhütchen für Pistolen- und Gewehrmunition im Kaliberbereich von 4,6 mm bis 12,7 mm hergestellt werden können.

Claims (6)

  1. Anzündhütchen für Kleinkalibermunition mit einem äußeren metallischen Napf (3) in dem eine Anzündmischung (6) angeordnet ist, die nach Initiierung heiße Verbrennungsgase erzeugt, wobei im Anzündhütchen zusätzlich eine elektrisch initiierbare Widerstandsbrücke (2) und ein elektrisch leitendes Polstück (5) angeordnet sind, wobei der erste Pol der Widerstandsbrücke (2) mit dem Napf (3) und der zweite Pol mit dem Polstück (5) verbunden ist, welches aus dem Napf (3) ragt und gegenüber diesem elektrisch isoliert ist und im Napf (3) ein Plättchen (1) aus einem elektrisch isolierenden Material mit einer Oberseite und einer zum Polstück (5) gewandten Unterseite und mit einem Loch (12) angeordnet ist und die Widerstandsbrücke (2) auf der Oberseite angeordnet ist, wobei die Unterseite und das Loch (12) metallisiert und elektrisch miteinander verbunden sind und auf dem Rand der Oberseite ein metallischer Randkontakt (8d) angeordnet ist, der mit dem ersten Pol der Widerstandsbrücke (2) verbunden ist und der zweite Pol der Widerstandsbrücke (2) mit der Metallisierung (8b) des Lochs (12) verbunden ist und das Plättchen (1) auf dem Polstück (5) aufliegt und der Randkontakt (8d) mit einem elektrisch leitenden Stützelement verbunden ist, welches das Plättchen (1) mit seiner Unterseite auf das Polstück (5) drückt und welches an der inneren Wandung des Napfs (3) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement der nach innen um 180° umgebogene Rand des äußeren Napfes (3) ist.
  2. Anzündhütchen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Boden des Napfes (3) eine durchgehende Bohrung (14) eingebracht ist und das Polstück (5) einen Pin (13) aufweist, der in die Bohrung (14) ragt, wobei zwischen dem Polstück (5) und dem Napf (3) eine elektrische Isolation (4) angeordnet ist.
  3. Anzündhütchen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolation (4) elastisch ist und bei Druckbelastung nicht bricht und bevorzugt aus Vulkanfiber besteht.
  4. Anzündhütchen nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Polstück (5) auf seinem der Bohrung (14) abgewandten Ende eine Auskragung (5a) aufweist.
  5. Anzündhütchen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ober- und Unterseite des Plättchens (1) über jeweils eine Schräge (10) auf die äußere Mantelfläche (9) übergeht.
  6. Verwendung eines Anzündhütchens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 für Pistolen- und Gewehrmunition im Kaliberbereich von 4,6 mm bis 12,7 mm.
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